Les calculs de concentration en g/L et en %

Secondaire 3-4

Il existe plusieurs types de concentration. Dans les sections suivantes, la concentration massique volumique (en |\text{g/L}|) et la concentration en pourcentage (en |\text{%}|) sont abordées. Des exercices et des exemples de calculs associés à ces deux types de concentration sont également présentés.

La concentration massique volumique (g/L)

La concentration massique volumique est un type de concentration qui correspond au rapport de la masse de soluté dissout et du volume total de la solution.

Le plus souvent, ce type de concentration est employé lorsque le soluté est un solide et lorsque le solvant est un liquide.

La concentration massique volumique se calcule à l’aide de la formule suivante.

|C=\dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}|

|C\ :| concentration en grammes par litre |(\text{g/L})|
|m_{soluté}\ :| masse de soluté en grammes |(\text{g})|
|V_{solution}\ :| volume de la solution en litres |(\text{L})|

On dissout |100\ \text{mg}| de nitrate de potassium |(\text{KNO}_3)| dans |0{,}800\ \text{L}| d’eau. Quelle est la concentration massique volumique (en |\text{g/L}|) de cette solution?

Voir la solution

On souhaite préparer |250\ \text{mL}| d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium |(\text{NaOH})| concentrée à |2{,}00\ \text{g/L}.| Quelle masse d’hydroxyde de sodium en grammes |(\text{g})| est nécessaire pour préparer cette solution?

Voir la solution

La concentration en g/L

La concentration en g/L

Commentaire

Attention!

Dans cette vidéo, on considère que l'ajout du soluté (la poudre de chocolat) dans le solvant (le lait) ne fait pas varier le volume total de la solution (le lait au chocolat). Ainsi, on estime que |250\ \text{mL}| de lait correspond aussi au volume de lait au chocolat |(V_{solution}).|

Lorsque l'ajout d'un soluté à un solvant fait varier le volume de la solution de façon significative, il faut bien sélectionner le volume de la solution obtenue pour effectuer les calculs de concentration.

La concentration en pourcentage (%)

La concentration en pourcentage correspond au pourcentage de la quantité de soluté dissout par rapport à la quantité de solution. Les quantités en question peuvent être des masses ou des volumes.

Il existe plusieurs types de concentration en pourcentage :

  • le pourcentage massique, aussi appelé pourcentage masse/masse |(\text{% m/m});|

  • le pourcentage volumique, aussi appelé pourcentage volume/volume |(\text{% V/V});|

  • le pourcentage massique volumique, aussi appelé pourcentage masse/volume |(\text{% m/V}).|

Le tableau suivant résume les formules et le contexte dans lequel on emploie généralement chaque type de pourcentage.

  Pourcentage massique
|(\text{% m/m})|
Pourcentage volumique
|(\text{% V/V})|
Pourcentage massique volumique |(\text{% m/V})|

Formule

||C=\left(\dfrac{m_{soluté}}{m_{solution}}\right)\times 100||

|C\ :| pourcentage massique en pour cent |(\text{% m/m})|
|m_{soluté}\ :| masse du soluté en grammes |(\text{g})|
|m_{solution}\ :| masse de la solution en grammes |(\text{g})|

||C=\left(\dfrac{V_{soluté}}{V_{solution}}\right)\times 100||

|C\ :| pourcentage volumique en pour cent |(\text{% V/V})|
|V_{soluté}\ :| volume du soluté en millilitres |(\text{mL})|
|V_{solution}\ :| volume de la solution en millilitres |(\text{mL})|

||C=\left(\dfrac{m_{soluté}}{V_{solution}}\right)\times 100||

|C\ :| pourcentage massique en pour cent |(\text{% m/V})|
|m_{soluté}\ :| masse du soluté en grammes |(\text{g})|
|V_{solution}\ :| volume de la solution en millilitres |(\text{mL})|

Remarques

  • Les unités de |m_{soluté}| et |m_{solution}| peuvent être différentes des grammes, mais ces deux variables doivent obligatoirement avoir les mêmes unités de masse.

  • Un pourcentage |\text{m/m}| correspond aussi à une masse de soluté sur |100| unités de masse de solution.

  • Les unités de |V_{soluté}| et |V_{solution}| peuvent être différentes des millilitres, mais ces deux variables doivent obligatoirement avoir les mêmes unités de volume.

  • Un pourcentage |\text{V/V}| correspond aussi à un volume de soluté sur |100| unités de volume de solution.

Un pourcentage |\text{m/V}| correspond aussi à une masse de soluté sur |100\ \text{mL}| de solution.

Contexte

Le pourcentage massique est surtout employé lorsque le soluté et le solvant sont des solides.

Le pourcentage volumique est surtout employé lorsque le soluté et le solvant sont des liquides.

Le pourcentage massique volumique est surtout employé lorsque le soluté est solide et que le solvant est liquide.

Exercice

Un bloc de métal comprend |22{,}0\ \text{g}| de nickel |(\text{Ni})| et |84{,}0\ \text{g}| de zinc |(\text{Zn}).| Quelle est la concentration de nickel dans le bloc de métal en pourcentage massique |(\text{% m/m})|?

Voir la solution

En laboratoire, on doit préparer |125\ \text{mL}| d’une solution aqueuse d’acide sulfurique |(\text{H}_2 \text{SO}_4)| dont la concentration est de |5{,}00\ \text{% V/V}.| Quelle quantité d’acide sulfurique pur est nécessaire pour préparer cette solution?

Voir la solution

Une solution est concentrée à |2{,}5\ \text{% m/V}.| Quelle est la valeur de cette concentration en grammes par litre |(\text{g/L})|?

Voir la solution

La concentration en pourcentage

La concentration en pourcentage

Commentaire

Correction

Attention!

Dans cette vidéo, on considère que l'ajout du soluté (la poudre de chocolat) dans le solvant (le lait) ne fait pas varier le volume de la solution (le lait au chocolat). Ainsi, on estime que |250\ \text{mL}| de lait correspond aussi au volume de lait au chocolat |(V_{solution}).|

Lorsque l'ajout d'un soluté à un solvant fait varier le volume de la solution de façon significative, il faut bien sélectionner le volume de la solution obtenue pour effectuer les calculs de concentration.